KR100358283B1 - 릴리프 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 설정압력 이상의 압유를 드레인시켜 장치내의 압력상승을 방지하는 릴리프 밸브에 관한 것이다. 본 발명은 보어와, 상기 보어와 연통되는 유입포트와 배출포트를 갖는 몸체와; 몸체로부터 보어의 내부를 따라 뻗어 있는 가이드 축과; 가이드 축이 끼워질 수 있는 가이드 구멍을 가지며, 유입포트로 유입되는 압유에 의해 가이드 축을 따라 이동하면서 몸체의 유입포트를 개방하도록 된 포핏과; 몸체의 유입포트를 폐쇄하는 방향으로 포핏을 탄성가압하며, 포핏으로 하여금 유입포트와 배출포트를 차단하도록 예압력을 인가하는 압축스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의하면, 가이드 축을 따라 이동가능한 포핏을 구비함으로써, 상기 포핏으로 하여금 압유의 흐름에 영향받지 않고 유입포트를 완전히 폐쇄할 수 있게 한다. 특히, 포핏이 압유의 흐름을 차단해야 할 시점에서 유입포트를 완전히 폐쇄함에 따라 밸브가 원활하게 작동되는 효과를 갖는다.

Description

릴리프 밸브{Relief valve}

본 발명은 릴리프 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압유의 흐름에 영향받지 않으면서 압유의 흐름을 차단해야 할 시점에서 유입포트와 배출포트를 완전히 차단시킬 수 있는 릴리프 밸브에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 굴삭기, 크레인, 지게차, 스키드 스티어로더 등과 같은 산업용차량은 장치를 구동시키기 위한 유압시스템을 구비하며, 이러한 유압시스템은 시스템내의 유압을 일정하게 유지시켜주는 릴리프 밸브를 갖추고 있다. 이 릴리프 밸브는 시스템내의 유압이 설정압력 이상이 될 경우, 시스템내의 압유를 드레인시킴으로써, 시스템내의 작동유 압력을 항상 일정하게 유지시켜 준다.

도 1에는 일반적인 릴리프 밸브의 구성을 나타내는 단면도가 도시되어 있다. 이를 살펴보면, 릴리프 밸브는 몸체(1)를 가지며, 몸체(1)에는 양측이 개방된 보어(2)가 형성되어 있다. 보어(2)의 트인 양측으로는 제 1플러그(3)와 제 2플러그(4)가 배치되며, 그 중 제 1플러그(3)에는 보어(2)와 연통되는 유입포트(3a)가 형성되어 있다. 유입포트(3a)로는 외부의 압유가 유입되도록 구성된다.

그리고 몸체(1)에는 제 1플러그(3)의 유입포트(3a)와 연통되는 배출포트(1a)가 양쪽으로 형성되어 있다. 배출포트(1a)는 유입포트(3a)로부터 유입되는 압유를 몸체(1)의 외부로 토출시킨다.

한편, 몸체(1)의 보어(2)에는 상기 보어(2)를 따라 이동가능한 포핏(5)과, 포핏(5)의 후방에서 포핏(5)의 이동을 안내하는 포핏가이더(6)가 차례로 배치된다. 포핏(5)은 보어(2)를 따라 좌우로 움직이면서 제 1플러그(3)의 유입포트(3a)를 개폐하도록 구성되는 것으로, 포핏헤드(5a)와, 포핏헤드(5a)로부터 후방으로 연장되는 포핏축(5b)을 갖추고 있다. 특히, 포핏헤드(5a)에는 제 1플러그(3)의 유입포트(3a)둘레와 접촉하는 포핏페이스(5c)가 형성된다. 포핏페이스(5c)는 유입포트(3a)를 차단함으로써, 제 1플러그(3)의 유입포트(3a)를 폐쇄하도록 구성된다.

그리고 포핏가이더(6)는 포핏(5)의 포핏축(5b)이 이동가능하게 삽입될 수 있는 가이드 구멍(6a)을 갖추고 있다. 한편, 이러한 포핏(5)과 포핏가이더(6)는 압축스프링(7)에 의해 서로에 대해 멀어지는 방향으로 탄성가압되는데, 이때, 포핏가이더(6)는 제 2플러그(4)에 지지되며, 포핏(5)은 유입포트(3a)를 폐쇄하도록 제 1플러그(3)에 탄성지지된다. 여기서, 포핏가이더(6)와 제 2플러그(4)에는 서로 맞춤되는 중심맞춤돌기(6b)와 중심맞춤홈(4a)이 각각 형성되어 있는데, 이 중심맞춤돌기(6b)와 중심맞춤홈(4a)은 포핏가이더(6)와 제 2플러그(4)의 축중심을 정렬시키는 역할을 한다. 이는 포핏가이더(6)를 제 2플러그(4)의 중심에 정렬시킴으로써, 포핏가이더(6)와 포핏(5)의 중심을 정렬시키기 위함이며, 포핏가이더(6)와 포핏(5)의 중심을 정렬시킴에 따라 상기 포핏(5)으로 하여금 상기 제 1플러그(3)의 중심선을 따라 직선운동하면서 유입포트(3a)를 완전히 폐쇄시키도록 하기 위함인 것이다.

이러한 구성에 의해 제 1플러그(3)의 유입포트(3a)로 압유가 유입되어 그 압력이 설정압력 이상, 즉 압축스프링(7)의 장력보다 크게 되면, 포핏(5)의 포핏페이스(5c)를 가압하게 된다. 이러한 상태에서 포핏(5)은 포핏가이더(6)를 따라 후방으로 이동하면서 제 1플러그(3)의 유입포트(3a)를 개방하여 유입된 압유를 배출포트(1a)로 배출시킨다. 그리고 압유의 압력이 설정압력 이하, 즉압축스프링(7)의 장력보다 작게 되면, 포핏(5)은 압축스프링(7)에 탄성가압되어 제 1플러그(3)에 근접하는 방향으로 이동되고, 결국 제 1플러그(3)의 유입포트(3a)를 완전히 폐쇄한다.

그러나 이와 같은 종래의 릴리브 밸브는 압유의 흐름이 어느 한쪽으로 치우침에 따라 제 1플러그(3)의 유입포트(3a)를 완전히 폐쇄하는 부분이 일정하지 않아 접촉자국이 넓은 면적을 손상시켜 결국, 오작동을 일으키고, 진동과 소음을 일으키는 문제가 발생한다.

즉, 릴리프 밸브의 몸체(1)에는 대개의 경우 두 개의 배출포트(1a)를 갖게 된다. 그러나 릴리프 밸브의 설치위치에 따라 두 개의 배출포트(1a) 중 어느 하나의 배출포트(1a)만이 도 2에서와 같이 밸브 하우징(H)의 토출포트(P)와 연통되며, 따라서 몸체(1)의 유입포트(3a)로 유입된 압유는 두 개의 배출포트(1a) 중 어느 하나의 배출포트(1a)로만 집중적으로 흐르게 된다. 결과적으로, 압유의 흐름이 어느 한쪽으로 치우치게 되고, 흐름이 치우친 압유는 포핏(5)의 어느 일측에만 힘을 가하게 되며, 어느 일측에만 힘을 받은 포핏(5)은 유입포트(3a)를 개방한 상태에서 힘이 가해진 방향으로 이동하게 되는 것이다. 결국, 포핏(5)에 가해진 힘에 의해 포핏가이더(6)의 중심맞춤돌기(6b)는 중심맞춤홈(4a)으로부터 이탈되며, 이에 의해 포핏(5)의 축중심은 제 1플러그(3)의 중심으로부터 벗어나게 되어 접촉선이 달라진다. 이로 인해 접촉부위가 넓게 분포하게 되는데, 이 부분의 마모가 심화되면서 압유의 압력이 설정압력 이하일 때, 제 1플러그(3)의 유입포트(3a)를 완전히 폐쇄시키지 못하는 결과를 초래하는 것이다.

한편, 포핏(5)이 유입포트(3a)를 완전히 폐쇄시키지 못하면, 유입포트(3a)와 배출포트(1a)가 차단되어야 할 시점에서 압유가 유통되는 등, 오작동을 일으킬 우려가 있다. 또한, 포핏(5)이 이동됨에 따라 포핏(5)은 제 1플러그(3)의 유입포트(3a)를 순간적으로 개방하거나 폐쇄하게 되고, 이에 따라 시스템내를 흐르는 고압의 압유는 관성력에 의해 소정의 충격과 진동과 소음을 발생시킨다. 이러한 충격과 진동은 시스템의 전라인을 통하여 차체에 까지 전달되어 차량 전체를 진동케 하는 결과를 초래한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 압유의 흐름에 영향받지 않고 유입포트를 폐쇄해야 할 시점에서 상기 유입포트를 완전히 폐쇄하여 유입포트와 배출포트를 차단할 수 있는 릴리프 밸브를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 릴리프 밸브의 구성을 나타내는 단면도,

도 2는 종래의 릴리프 밸브가 밸브 하우징에 설치됨을 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 릴리프 밸브의 구성을 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명의 작동도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 몸체 12: 보어

14: 배출포트 20: 제 1플러그

22: 가이드 축 24: 오일홈

26: 유입포트 30: 제 2플러그

40: 포핏 42: 포핏헤드

44: 포핏축 46: 가이드 구멍

48: 포핏페이스 50: 압축스프링

이러한 목적은 설정압력 이상의 압유를 드레인시켜 장치내의 압력상승을 방지하는 릴리프 밸브에 있어서, 보어와, 상기 보어와 연통되는 유입포트와 배출포트를 갖는 몸체와; 상기 몸체로부터 상기 보어의 내부를 따라 뻗어 있는 가이드 축과; 상기 가이드 축이 끼워질 수 있는 가이드 구멍을 가지며, 상기 유입포트로 유입되는 압유에 의해 상기 가이드 축을 따라 이동하면서 상기 몸체의 유입포트를 개방하도록 된 포핏과; 상기 몸체의 유입포트를 폐쇄하는 방향으로 상기 포핏을 탄성가압하며, 상기 포핏으로 하여금 유입포트와 배출포트를 차단하도록 예압력을 인가하는 압축스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴리프 밸브에 의해 달성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 가이드 축은 상기 보어를 밀폐하는 플러그의 중앙에 형성되고, 상기 유입포트는 상기 플러그의 일측에 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 릴리프 밸브의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 릴리프 밸브의 구성을 나타내는 단면도이며, 도 4는 본 발명의 작동도이다. 이를 살펴보면, 본 발명의 릴리프 밸브는 몸체(10)를 갖는다. 몸체(10)에는 양측이 개방된 보어(12)가 형성되어 있으며, 보어(12)의 트인 양측으로는 제 1플러그(20)와 제 2플러그(30)가 배치된다. 한편, 제 1플러그(20)에는 축중심으로부터 보어(12)의 내부를 향해 뻗어 있는 가이드 축(22)이 형성되어 있으며, 그 뿌리부분의 둘레에는 환형의 오일홈(24)이 형성되어 있다. 그리고 제 1플러그(20)에는 환형의 오일홈(24)과 연통되는 유입포트(26)가 형성되어 있는데, 이 유입포트(26)로는 외부의 압유가 유입되도록 구성된다.

또한, 몸체(10)에는 제 1플러그(20)의 유입포트(26)와 연통되는 배출포트(14)가 양쪽으로 형성되어 있다. 배출포트(14)는 유입포트(26)로부터 유입되는 압유를 몸체(10)의 외부로 토출시킨다.

한편, 몸체(10)의 보어(12)에는 상기 보어(12)를 따라 이동가능한 포핏(40)이 배치된다. 이 포핏(40)은 보어(12)를 따라 좌우로 움직이면서 제 1플러그(20)의 유입포트(26)를 개폐하도록 구성되는 것으로, 포핏헤드(42)와, 포핏헤드(42)로부터후방으로 연장되는 포핏축(44)을 갖추고 있다. 특히, 포핏헤드(44)에는 제 1플러그(20)의 가이드 축(22)이 끼워질 수 있는 가이드 구멍(46)이 포핏축(44)을 따라 형성되어 있으며, 아울러 제 1플러그(20)의 오일홈(24) 둘레와 접촉하는 포핏페이스(48)가 형성된다. 포핏페이스(48)는 오일홈(24)의 둘레와 밀착되어 상기 오일홈(24)을 밀폐시킴으로써, 상기 오일홈(24)과 연통되는 제 1플러그(20)의 유입포트(26)를 폐쇄하도록 구성된다.

이러한 포핏(40)은 제 1플러그(20)의 가이드 축(22)을 따라 좌우로 이동하면서 오일홈(24)을 개폐하게 되고, 이에 따라 제 1플러그(20)의 유입포트(26)를 개방하거나 폐쇄하는 것이다. 한편, 상기 포핏(40)은 제 1플러그(20)의 가이드 축(22)을 따라 좌우로 이동하기 때문에 항상 제 1플러그(20)의 축중심과 정렬된 상태로 이동하게 되고, 따라서 상기 포핏(40)은 유입되는 압유의 흐름에 영향받지 않고 오일홈(24)을 완전히 폐쇄할 수 있는 것이다.

한편, 몸체(10)의 보어(12)에는 압축스프링(50)이 배치된다. 이 압축스프링(50)은 일단과 타단이 포핏(40)과 제 2플러그(30)에 각각 지지되도록 구성된다. 이러한 압축스프링(50)은 포핏(40)을 제 1플러그(20)의 유입포트(26)를 폐쇄하는 방향으로 탄성가압하면서 상기 포핏(40)으로 하여금 유입포트(26)와 배출포트(14)를 차단하도록 예압력을 인가하는 역할을 한다.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동을 도 4를 참고로하여 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 릴리프 밸브가 밸브 하우징(H)에 배치된 상태에서 제 1플러그(20)의 유입포트(26)로 압유가 유입되면, 이 압유는유입포트(26)를 통과하여 오일홈(24)에 배치되면서 포핏(40)의 포핏페이스(48)를 가압한다. 이때, 압유의 압력이 설정압력 이상, 즉 압축스프링(50)의 장력보다 크게 되면, 포핏(40)은 도입되는 압유에 의해 이동하기 시작하면서 제 1플러그(20)의 유입포트(26)와 몸체(10)의 배출포트(14)를 서로 연통시킨다. 이와 같은 상태에서 도입된 압유는 몸체(10)의 배출포트(14)와 밸브 하우징(H)의 토출포트(P)를 통하여 신속히 배출된다.

그리고 도입되는 압유의 압력이 설정압력 이하, 즉 압축스프링(50)의 압력보다 작게 되면, 포핏(40)은 압축스프링(50)에 탄성가압되어 제 1플러그(20)에 근접하는 방향으로 이동되고, 포핏(40)이 이동됨에 따라 포핏(40)의 포핏페이스(48)는 제 1플러그(20)의 오일홈(24) 둘레와 밀착되어 유입포트(26)를 완전히 폐쇄시키는 것이다.

한편, 유입포트(26)를 폐쇄시키는 과정에서 상기 포핏(40)은 제 1플러그(20)의 가이드 축(22)을 따라 상기 제 1플러그(20)의 축중심과 정렬된 상태로 이동하게 되므로 도 4에서와 같이 압유의 흐름이 어느 한쪽으로 치우치더라도 흔들리지 않게 되며, 따라서, 상기 포핏(40)은 유입되는 압유의 흐름에 영향받지 않고 오일홈(24)을 완전히 폐쇄할 수 있는 것이다. 결과적으로, 압유의 흐름을 차단해야 할 시점에서 압유의 흐름을 정확하게 차단함으로써, 밸브는 원활하게 작동되는 것이며, 따라서 밸브의 오작동은 물론 진동과 소음도 방지되는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 릴리프 밸브는 제 1플러그와 포핏에 서로 결합될 수 있는 가이드 축과 가이드 구멍을 각각 형성하여 상기 포핏이 가이드 축을 따라 이동가능하게 구성함으로써, 상기 포핏으로 하여금 압유의 흐름에 영향받지 않고 유입포트를 완전히 폐쇄할 수 있게 한다. 특히, 포핏이 압유의 흐름을 차단해야 할 시점에서 유입포트를 완전히 폐쇄함에 따라 밸브가 원활하게 작동되는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 설정압력 이상의 압유를 드레인시켜 장치내의 압력상승을 방지하는 릴리프 밸브에 있어서,

   보어와, 상기 보어와 연통되는 유입포트와 배출포트를 갖는 몸체와;

   상기 몸체로부터 상기 보어의 내부를 따라 뻗어 있는 가이드 축과;

   상기 가이드 축이 끼워질 수 있는 가이드 구멍을 가지며, 상기 유입포트로 유입되는 압유에 의해 상기 가이드 축을 따라 이동하면서 상기 몸체의 유입포트를 개방하도록 된 포핏과;

   상기 몸체의 유입포트를 폐쇄하는 방향으로 상기 포핏을 탄성가압하며, 상기 포핏으로 하여금 유입포트와 배출포트를 차단하도록 예압력을 인가하는 압축스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴리프 밸브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가이드 축은 상기 보어를 밀폐하는 플러그의 중앙에 형성되고, 상기 유입포트는 상기 플러그의 일측에 형성되는 것을 특징으로 하는 릴리프 밸브.